Características de soldagem de alumínio e liga de alumínio
O alumínio é facilmente oxidado ao ar e durante a soldagem, e o óxido de alumínio (Al2Ó3) gerado tem um alto ponto de fusão, é muito estável e não é fácil de remover.
Impede a fusão e fusão do metal base.
A gravidade específica do filme de óxido é grande, por isso não é fácil flutuar para fora da superfície e é fácil gerar defeitos como inclusão de escória, fusão incompleta, penetração incompleta, etc.
A película de óxido na superfície do alumínio e a absorção de grande quantidade de água podem facilmente causar porosidade na solda.
Antes da soldagem, a superfície deve ser rigorosamente limpa por métodos químicos ou mecânicos para remover a película de óxido da superfície.
Fortaleça a proteção durante a soldagem para evitar oxidação.
Durante a soldagem a arco de argônio e tungstênio, a fonte de alimentação CA é selecionada para remover o filme de óxido por meio da “limpeza do cátodo”.
Durante a soldagem a gás, use o fluxo para remover a película de óxido.
Ao soldar placas grossas, o calor de soldagem pode ser aumentado, por exemplo, o calor do arco de hélio é alto, hélio ou gás misto de hélio argônio é usado para proteção, ou soldagem MIG padrão grande é usada.
Sob a condição de conexão CC positiva, a “limpeza catódica” não é necessária.
A condutividade térmica e a capacidade térmica específica do alumínio e da liga de alumínio são cerca de duas vezes maiores que as do aço carbono e do aço de baixa liga.
A condutividade térmica do alumínio é mais de dez vezes maior que a do aço inoxidável austenítico.
No processo de soldagem, uma grande quantidade de calor pode ser transmitida rapidamente para o interior do metal base.
Portanto, ao soldar alumínio e ligas de alumínio, mais calor é consumido desnecessariamente em outras partes do metal, além da poça de metal fundido.
O consumo dessa energia inútil é mais significativo que o da soldagem do aço.
Para obter juntas soldadas de alta qualidade, deve-se utilizar ao máximo energia com energia concentrada e grande potência.
Às vezes, medidas tecnológicas como o pré-aquecimento também podem ser adotadas.
O coeficiente de expansão linear do alumínio e da liga de alumínio é cerca de duas vezes maior que o do aço carbono e do aço de baixa liga.
A contração volumétrica do alumínio durante a solidificação é grande, e a deformação e a tensão das soldagens são grandes.
Portanto, devem ser tomadas medidas para evitar a deformação da soldagem.
Cavidade de contração, porosidade de contração, trinca a quente e alta tensão interna são facilmente produzidas durante a solidificação da poça de soldagem de alumínio.
Na produção, podem ser tomadas medidas para ajustar a composição do fio de soldagem e o processo de soldagem para evitar trincas a quente.
Se a resistência à corrosão for permitida, o fio de soldagem de liga de alumínio e silício pode ser usado para soldar ligas de alumínio, exceto liga de alumínio e magnésio.
Quando o teor de silício na liga de alumínio e silício é de 0,5%, a tendência de trincas a quente é maior.
Com o aumento do teor de silício, a faixa de temperatura de cristalização da liga torna-se menor, a fluidez é significativamente melhorada, o encolhimento é reduzido e a tendência à trinca a quente também é reduzida.
De acordo com a experiência de produção, quando o teor de silício é de 5% ~ 6%, nenhuma trinca a quente ocorrerá, portanto, o uso de barras SAlSi (conteúdo de silício de 4,5% ~ 6%) do fio de soldagem terá melhor resistência à trinca.
O alumínio tem uma forte capacidade de refletir luz e calor.
Quando sólido e líquido são transferidos, não há mudança de cor óbvia.
É difícil avaliar durante a operação de soldagem.
O alumínio de alta temperatura tem baixa resistência e é difícil de suportar a poça de fusão e fácil de soldar.
O alumínio e as ligas de alumínio podem dissolver uma grande quantidade de hidrogênio no estado líquido, mas quase nenhum hidrogênio no estado sólido.
No processo de solidificação e resfriamento rápido da piscina de soldagem, o hidrogênio não pode transbordar com o tempo e os poros de hidrogênio são facilmente formados.
A umidade na atmosfera da coluna do arco e a umidade absorvida pela película de óxido na superfície dos materiais de soldagem e do metal base são fontes importantes de hidrogênio na solda.
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Portanto, a fonte de hidrogênio deve ser rigorosamente controlada para evitar a formação de poros.
Os elementos de liga são fáceis de evaporar e queimar, o que reduzirá o desempenho da solda.
Se o metal base for reforçado pela deformação ou pelo envelhecimento da solução, o calor da soldagem reduzirá a resistência da zona afetada pelo calor.
O alumínio é uma rede cúbica de face centrada sem isômeros.
Não há transformação de fase durante o aquecimento e o resfriamento.
Os grãos de solda são fáceis de engrossar e não podem ser refinados por meio de transformação de fase.
Método de soldagem
Quase todos os tipos de métodos de soldagem podem ser usados para soldar alumínio e ligas de alumínio, mas o alumínio e as ligas de alumínio têm adaptabilidade diferente a vários métodos de soldagem, e vários métodos de soldagem têm suas próprias ocasiões de aplicação.
Soldagem por resistência
Geralmente, a soldagem de topo por resistência de liga de alumínio (soldagem a ponto) só pode ser usada para soldagem por sobreposição de placas com espessura inferior a 5 mm ou entre barras com espessura inferior a 10 mm.
As vantagens são baixo custo de soldagem, alta eficiência de soldagem e fácil integração em linhas de produção automáticas.
Por exemplo, a fabricação de automóveis é amplamente utilizada.
A limitação é que a espessura da soldagem é limitada e diferentes eletrodos devem ser feitos para diferentes produtos e estruturas.
Soldagem a arco de argônio
A soldagem manual a arco de argônio e tungstênio é usada principalmente para soldar estruturas de folhas de liga de alumínio (espessura <6 mm).
Devido ao efeito protetor do argônio e ao efeito de esmagamento do íon argônio no filme de óxido de liga de alumínio, a soldagem a arco de argônio pode evitar o pó de soldagem, evitando assim a corrosão dos resíduos de soldagem na junta.
Portanto, após a soldagem a arco de argônio, a limpeza não é necessária e a forma da junta também pode ser irrestrita.
Além disso, o fluxo de argônio que percorre a área de soldagem durante a soldagem pode resfriar significativamente a junta soldada, melhorando assim a estrutura e o desempenho da junta e reduzindo a deformação da soldagem.
Soldagem com proteção a gás
Em geral, é difícil dominar a soldagem unilateral e a formação bilateral de ligas de alumínio com soldagem com proteção de gás.
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Se as placas de topo tiverem folgas, é fácil soldá-las e a penetração posterior das soldas sem folgas não é fácil de controlar.
Geralmente, a soldagem a arco de argônio AC também é usada para soldagem de ligas de alumínio na China, mas para placas mais espessas, a eficiência da soldagem a arco de argônio será muito baixa.
Atualmente, a soldagem de liga de alumínio com proteção de gás de pulso de eletrodo fundido é usada apenas em alguns itens de exame, e a maior parte da soldagem de placa de topo é soldagem aérea, usada principalmente para a soldagem de carroceria de carro de liga de alumínio e estrutura de EMUs.
Soldagem por fricção
A costura de soldagem por fricção da liga de alumínio é formada por deformação plástica e recristalização dinâmica.
O grão na zona de solda é fino, sem dendritos de soldagem por fusão, e a microestrutura é boa.
A zona afetada pelo calor é mais estreita do que na soldagem por fusão e não há perda de queima de elementos de liga, rachaduras, poros e outros defeitos. O desempenho abrangente é bom.
Comparado com o método tradicional de soldagem por fusão, não apresenta respingos, fumaça e poeira, não precisa adicionar fio de soldagem e gás de proteção e possui bom desempenho de junta.
Devido ao processo de soldagem em fase sólida, a baixa temperatura de aquecimento torna pequena a deformação da soldagem.
A desvantagem é que a velocidade de soldagem é lenta e o processo não está suficientemente maduro.
Soldagem a laser
A tecnologia de soldagem a laser de liga de alumínio é uma nova tecnologia desenvolvida nos últimos dez anos.
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Comparado com a tecnologia de soldagem tradicional, possui características de função forte, alta confiabilidade, sem necessidade de condições de vácuo e alta eficiência.
É caracterizado por alta densidade de potência, baixa entrada de calor total, grande penetração da mesma entrada de calor, pequena zona afetada pelo calor, pequena deformação de soldagem, alta velocidade, fácil automação industrial, etc.
Sua desvantagem é que ao soldar ligas de alumínio, a energia não pode ser totalmente absorvida, resultando em grandes desperdícios e altos custos de aquisição de equipamentos.
